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磁環在使用的過程中到底怎么選

韜略科技EMC ? 來源:韜略科技EMC ? 2023-01-11 10:02 ? 次閱讀

一前言

磁環在EMC領域內,是一個“萬能鑰匙”,不論是在EMI還是EMS遇到解決不了問題,都會下意識的想到加“磁環”。雖然現在一些標準里面不允許使用磁環,但是磁環在解決EMC問題的效果,深得EMC工程師的青睞。磁環的分類有很多,按外觀分有白色、綠色、天藍色、黑色,按頻率段分有低頻、中頻、高頻,按尺寸分有小尺寸、常規尺寸、大尺寸……那么磁環在使用的過程中,到底怎么選,才是最適合設備當前狀況的?(下面是一些個人的經驗所談。)

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二磁環的原理

理解磁環工作原理之前,需要先理解繞線電感的工作原理。比較常見的電感,一般都是由導線在一個導磁材料上,一圈一圈的繞制而成。電感的在電路中體現出來的特性是,(理想狀態下)當頻率F越高的時候,電路的感抗ZL會越大(ZL=2πF*L),對電路中的高頻信號的阻礙作用越強。

磁環在實際使用過程中,與繞線電感的形狀十分相似,且磁環的工作原理與繞線電感的工作原理也十分接近,只是兩者針對的對象不一樣。繞線電感一般只纏繞了一根銅絲,而磁環讓纏繞的是一股線束;電感抑制的是某一路單獨的信號,而磁環抑制的是某一股線束的信號;電感一般抑制的差模信號,而磁環一般抑制的是共模信號。

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三磁環的選型

網絡上一般把磁環分為錳鋅、鎳鋅、非晶……等材質類別的,其中錳鋅鐵氧體磁環材料的磁導率通常達1000以上,因此錳鋅材料生產的磁環被稱作高導磁環。而鎳鋅鐵氧體磁環材料的磁導率從15-2000不等均有應用,常用的材料是鎳鋅鐵氧體磁導率范圍為100-1000,根據磁導率分類,分為低磁導率材料。因此在使用的時候,可以根據具體的需求去進行選取,錳鋅鐵氧體磁環一般呈現為深灰色,外層沒有涂漆;鎳鋅鐵氧體磁環一般都會在表層涂有不同顏色的涂料;非晶鐵氧體磁環因為內部材質是非晶容易碎,采用的是塑膠外殼。

磁環的不同尺寸怎么選擇了?可以借鑒磁環電感感量L的計算公式,LH=uAN/L1(LH為電感感量,u為磁導率,A為磁環的截面積大小,N為線圈匝數,L1為線圈繞制的長度。)在電路其他參數不變的情況下,同一種磁導率材質的磁環,磁環本身長度一至的時候,磁環的有效截面積越大,濾波效果越好。反之,磁環的有效截面積不變的情況,磁環的長度越長,濾波效果也會越好。除了上述的方法,還可以去查磁環的規格書,去看生產廠商提供的磁環濾波頻率曲線來進行選擇,合適的磁環。

故在選擇磁環的時候,首先需要確定磁環的材質,其次需要確定抑制的頻率段,再根據線徑的粗細來確定磁環的厚度以及長度。

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四磁環的使用

磁環的使用不難,但是工程師在使用的過程中,往往沒有注意一些細節,并沒有把磁環的效果最大化。部分工程師經常會犯這樣的錯誤:①將磁環套在線束的中間部分;②磁環直接串在線束上不進行繞制;③隨手拿一個磁環就用;④一個不夠多套幾個……

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例上左圖中的磁環使用情況,因為客戶的輻射問題是由PCB板引起,通過USB線束輻射發射出來,那么在使用磁環的時候,需要在靠近USB頭的位置(圖中①處),將線束纏繞兩圈(圖中②處),來抑制USB線束上的輻射發射。而非像上右圖中一樣在線束上,隨意的選擇一個位置,將磁環串在線束上,這樣的使用并不能將磁環的抑制效果發揮出來。

磁環在使用的過程中,需要先確定抑制的頻率點或者頻率段來選擇磁環的材質,根據被套磁環線束的粗細來選擇磁環的尺寸大小,再根據設備干擾的來源確定磁環的使用位置,最后將線束在磁環上纏繞兩圈,確保磁環的抑制效果達到最佳狀態。

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五總結

磁環好用但要用對,對的材質、對的頻率、對的位置、對的用法才能解決對應的問題!

(希望能解決部分工程師面對磁環不知道怎么選擇和使用的困惑!)

編輯:何安

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:工程師最愛的“戒指”

文章出處:【微信號:TLTECH,微信公眾號:韜略科技EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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